第1部分 背景：智能电网的概念、产生原因、发展方式、发展条件和实现时间 1
第1章 智能电网不仅是一项“技术” 1
1.1 引言 1
1.2 不可阻挡的脚步 2
1.3 智能电网展望：我们希望什么样的智能电网？ 4
1.3.1 人们希望智能电网价格合理 5
1.3.2 人们希望智能电网绿色环保 10
1.3.3 人们希望智能电网安全可靠 13
1.3.4 人们希望智能电网可持续发展 13
1.4 智能电网发展路径 14
1.5 小结 17
参考文献 17
第2章 从智能电网到能源的智能使用 21
2.1 引言 21
2.2 剥夺用户的权利——供应方主权的出现 22
2.2.1 案例研究：“热单一性”的出现 25
2.2.2 历史的教训 29
2.3 改革的压力：需求增长、能源安全和气候变化 29
2.3.1 需求增长 29
2.3.2 能源安全 30
2.3.3 气候变化 31
2.4 把终端用户置于能源决策的核心位置：新兴智能电网和分布式能源 32
2.4.1 新的分布式选择 32
2.4.2 终端用户的参与 33
2.5 能源的智能使用的市场和监管创新 35
2.5.1 当前零售市场 35
2.5.2 参与框架 37
2.6 小结 40
参考文献 40
第3章 动态定价机制的公平问题 43
3.1 引言 43
3.2 背景 44
3.3 动态定价的分配效应 45
3.3.1 实施动态定价的障碍 48
3.3.2 统一定价的不公平问题 50
3.4 其他行业的动态定价 52
3.5 克服实施动态定价的障碍 52
3.5.1 动态定价对低收入用户的影响 53
3.6 消除潜在的反对意见 55
3.7 小结 56
附录 量化风险溢价 56
参考文献 59
第4章 智能电网的公平问题：智能电网成本与效益的规模及分配情况 61
4.1 引言 61
4.2 智能电网概念不统一，致使其成本收益不一致 63
4.3 智能电网的强制实施引发的最基本的公平问题 66
4.4 智能电网引发的其他公平问题 68
4.5 小结 70
参考文献 71
第2部分 日益增长的可再生能源和分布式发电 73
第5章 可再生能源的前景：用储能迎接挑战 73
5.1 引言 73
5.2 高渗透率的可再生能源发电 74
5.2.1 效益 74
5.2.2 展望 76
5.2.3 并网问题 79
5.2.4 电压调整问题 80
5.2.5 平衡出力 81
5.3 储能并网 81
5.3.1 技术和应用 82
5.3.2 成本-效益分析 85
5.3.3 研究和发展方向 88
5.4 联邦政府资助下的储能技术研究 89
5.5 小结 90
参考文献 91
第6章 加州智能电网的愿景和蓝图 93
6.1 引言 93
6.2 可再生能源并网的挑战和对电力市场的影响 96
6.3 加州独立系统运营商（CAISO）对智能电网的期望 105
6.3.1 先进的预测系统 106
6.3.2 同步相量测量装置 108
6.3.3 先进的电网应用程序 109
6.3.4 需求响应、储能和分布式能源 112
6.3.5 网络安全 114
6.4 小结 115
附录 缩略语 116
第7章 实现可再生能源发电和分布式发电的潜能 117
7.1 引言 117
7.2 建模方法 119
7.2.1 建模框架 120
7.2.2 方案定义 123
7.3 结果和讨论 125
7.3.1 建模结果 125
7.3.2 潜在效益的评价 132
7.4 小结 133
参考文献 133
第8章 微电网的作用是什么？ 135
8.1 引言 135
8.2 背景 135
8.3 微电网定义 137
8.4 关键技术 139
8.5 微电网的优点 140
8.6 微电网发展面临的挑战 144
8.6.1 微电网的控制 144
8.6.2 微电网的规划和设计 144
8.6.3 微电网的成本 144
8.6.4 把可再生能源接入微电网 145
8.6.5 微电网建模 146
8.6.6 能量管理 146
8.6.7 政策、法规和标准 147
8.7 微电网的研究现状 147
8.8 微电网的未来发展 148
8.9 小结 149
致谢 150
参考文献 150
第9章 通过直接负荷控制和需求响应消纳可再生能源 152
9.1 引言 152
9.2 变化较大且地理分布不均的资源并网 153
9.3 需求响应：过去、现在和未来 155
9.4 辅助服务 157
9.4.1 调节服务 158
9.4.2 负荷跟踪 158
9.4.3 紧急备用 159
9.5 风电接入成本 160
9.6 需求响应资源拓扑 161
9.7 需求响应潜力评估 163
9.8 风电接入和需求响应 166
9.9 小结 169
附录 缩略语 169
参考文献 170
第10章 平抑波动：用需求响应消纳间歇性资源 172
10.1 引言 172
10.2 电力系统运行灵活性问题概述 174
10.3 风电接入研究及其辅助服务要求 177
10.4 系统的额外挑战 178
10.5 负荷作为弹性资源纳入系统调度和实践 181
10.6 间歇性能源的负荷控制策略构建 184
10.7 小结 186
参考文献 187
第3部分 智能设施、智能定价和智能设备 189
第11章 软件基础和智能电网 189
11.1 引言 189
11.2 智能电网信息技术难点 191
11.2.1 智能电网数据的可靠性 192
11.2.2 数据的准确性 195
11.2.3 数据记录系统 197
11.2.4 通信管理 199
11.2.5 软件应用的集成 202
11.3 智能电网的基本软件平台 202
11.3.1 智能家电集成平台 203
11.3.2 与其他信息技术架构相关的问题 204
11.3.3 运行公司和电力公司的多元化 204
11.3.4 系统接口和互操作性 204
11.4 智能电网的应用 205
11.4.1 电表数据管理 205
11.4.2 动态定价 206
11.4.3 净计量 207
11.5 案例研究 208
11.5.1 安大略省MDM/R项目 208
11.5.2 德克萨斯州智能电表项目 209
11.6 小结 211
第12章 大规模商业用户对动态定价的反应——加州经验 212
12.1 引言 212
12.2 加州的动态定价和需求响应项目 213
12.3 CPP用户、费率和尖峰事件特征 214
12.3.1 注册用户的行业类型 214
12.3.2 CPP费率 216
12.3.3 CPP事件 217
12.4 分析方法 218
12.5 CPP负荷影响的估计 219
12.5.1 CPP项目的整体负荷影响 219
12.5.2 不同电力公司的负荷影响估计 220
12.5.3 SDG＆E公司的默认CPP情况分析 225
12.5.4 CPP负荷的集中影响 227
12.5.5 对CPP实施和负荷影响的考量 228
12.6 展望 229
12.6.1 加州的CPP项目 229
12.6.2 加州以外的价格响应潜力 230
12.6.3 动态定价和需求响应 230
12.7 小结 231
参考文献 232
附录 232
第13章 通过智能定价降低智能配电网投资——德国经验 234
13.1 引言 234
13.2 节点定价 236
13.2.1 节点定价的理论依据 236
13.2.2 配网中节点定价的国际经验 238
13.3 德国的节点分布定价 241
13.3.1 挑战：系统中日益增长的可再生能源发电 241
13.3.2 节点网络定价的前景 243
13.3.3 节点能源定价的前景 245
13.4 小结 248
参考文献 249
第14章 通过聆听股东和用户的需求来实现智能电网的成功 254
14.1 引言 254
14.2 从智能电网技术角度出发，需求响应和能效管理有何区别 256
14.3 从智能电网、需求响应和能效管理角度如何定义和衡量客户的利益 257
14.4 智能电网实施提案的监管审查经验 259
14.5 电力公司和用户在智能电网及相关技术方面的实施经验 263
14.6 弥补不足：智能电网设计者应该关注如何更好地确保用户利益 270
14.7 小结 271
参考文献 272
第15章 消费者眼中的智能电网——一劳永逸？ 274
15.1 引言 274
15.2 智能电网是科技快速发展的产物 274
15.3 智能电网的未来 278
15.4 消费者的接受程度 280
15.5 决策者的重担 282
15.6 跟随智能电网浪潮的家庭自动化 285
15.7 小结 290
参考文献 291
第16章 电表的用户侧 292
16.1 引言 292
16.2 当前需求响应情况 293
16.2.1 让用户参与电力市场 293
16.3 新技术和进行中的试点项目 294
16.3.1 直接反馈技术 294
16.3.2 “价格到设备”技术 300
16.4 现有的用户参与模式 304
16.5 未来发展：将技术与用户参与模式结合 305
16.5.1 伊利诺伊州的智能建筑倡议：创建动态效率 305
16.5.2 可以将大用户的模式应用于小用户吗 307
16.6 小结 307
参考文献 308
第4部分 案例研究、应用及试点项目 309
第17章 需求响应参与到有序的电力市场：PJM案例研究 309
17.1 引言 309
17.2 作为需求响应参与到PJM市场中的实体 311
17.3 需求响应参与容量市场 312
17.3.1 资源充裕度和需求响应的角色 313
17.3.2 RPM之前的简史 313
17.3.3 RPM容量市场 313
17.3.4 市场结果 315
17.3.5 扩大需求响应产品来保障可靠性 315
17.4 需求响应参与能源市场（日前和实时） 318
17.4.1 整合经济负荷响应的能源市场收益 318
17.4.2 历史 318
17.4.3 市场机制 319
17.4.4 测量负荷削减量 321
17.4.5 能源市场的解决方案 322
17.4.6 市场结果 323
17.4.7 参与能源市场的紧急需求响应 325
17.4.8 2011年3月15日签署的745号令：大规模有序化能源市场的需求响应补偿 326
17.4.9 通过CBL预估解决早期问题 326
17.5 需求响应参与辅助服务市场 327
17.5.1 同步备用市场 327
17.5.2 市场调节 328
17.5.3 潜在财政收益和市场结果 328
17.6 PJM市场中的需求响应管理 330
17.7 需求响应的未来：当前需求响应的相关问题 331
17.7.1 价格型响应需求 331
17.7.2 重新考虑的用户基线计算 332
17.7.3 基于用户基线计算的需求侧精准调度 332
第18章 完美搭档：风力发电和电动汽车——新西兰案例研究 334
18.1 引言 334
18.2 新西兰的风力发电和电动汽车 335
18.2.1 新西兰的电力系统 335
18.2.2 新西兰的电力市场 336
18.2.3 大规模风电接入新西兰电网 336
18.2.4 大规模电动汽车接入新西兰电网 338
18.3 当前的机遇 339
18.4 新西兰地区风电与电动汽车并网的成本分析 339
18.4.1 前提假设 339
18.4.2 模型建立 340
18.4.3 风电与电动汽车充电之间的交互影响 341
18.4.4 系统成本的影响 342
18.4.5 充电成本的影响 344
18.4.6 充电时间的影响 344
18.5 通过插电式电动汽车提高系统可靠性 345
18.5.1 新西兰电网的频率波动 346
18.5.2 基于DDC的频率控制 347
18.5.3 DDC的发展趋势 348
18.5.4 DDC的经济性分析 349
18.6 小结 351
致谢 352
参考文献 352
第19章 法国电力市场中智能电动汽车对日前价格的影响 354
19.1 引言 354
19.1.1 电动汽车对电力系统的整体影响 356
19.1.2 预测供需变化对电价的影响 358
19.2 仿真方法 360
19.2.1 供电侧仿真 360
19.2.2 需求侧仿真 362
19.3 2020年的仿真结果 362
19.3.1 对平均电价的影响 365
19.3.2 “市场收缩”的结果 367
19.4 小结 368
致谢 368
参考文献 369